ES2341765T3 - Procedimiento para mejorar el rendimiento muscular. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para mejorar el rendimiento muscular que comprende vestirse con un material que comprende filamentos de resina en los que se distribuyen de forma uniforme partículas cristalinas de dióxido de titanio, alúmina y óxidos de silicio, cuyos tamaños de partícula se encuentran en el intervalo de 0,5 a 1,5 μm, y cuyas partículas forman un total de 0,25% a 15% en peso del filamento, con la condición de que el procedimiento no sea un procedimiento terapéutico para el tratamiento del cuerpo humano o animal.
Description
Procedimiento para mejorar el rendimiento
muscular.
La presente invención hace uso, en general, de
una combinación específica de partículas activas, que forman un
polvo, que se combinan con una resina para producir filamentos de
materiales tales como textiles. La mezcla específica de partículas
y materiales se puede concebir para dotar de propiedades únicas y
valiosas a productos finales, incluyendo integración con energías
ópticas, calor, y otras energías electromagnéticas. Pueden
interactuar composiciones resultantes con luz en el espectro
visible, así como también energía óptica y electromagnética más
allá del espectro visible.
El polvo se puede añadir a un material vehículo,
tal como, por ejemplo, un polímero, que se puede extruir luego
formando un filamento que se pueden usar para crear una tela útil en
una variedad de aplicaciones. Tales aplicaciones pueden incluir
calcetería, calzado, ropa deportiva, ropa para hacer deporte, mallas
de deporte, capa soporte, guantes y vendas. Estos artículos pueden
presentar también ciertas propiedades tales como control del
olores, regulación del calor, proporcionar protección frente al
fuego, proporcionar protección frente a luz dañina, aislamiento;
curación de heridas y proteger el pie. El polvo se puede diseñar
para interactuar de una forma benigna con el cuerpo humano, sus
necesidades, requerimientos y estabilización homeostática.
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Los cuerpos humanos, así como también otros
organismos y sustancias, producen radiación electromagnética en la
forma de, por ejemplo, calor o radiación infrarroja. En ciertas
circunstancias, puede ser deseable retener esta radiación, tal
como, por ejemplo, aplicaciones en las que se desea mantener calor
corporal. En otro ejemplo se puede exponer un cuerpo humano a
temperaturas más frías, y la radiación infrarroja se puede perder a
través de la epidermis. La retención de esta radiación infrarroja
puede tener ciertas propiedades beneficiosas, incluyendo el
mantenimiento como temperatura particular, evitar la detección por
sensores infrarrojos, evitar la transferencia de calor y
proporcionar calor para evitar el endurecimiento de las
articulaciones. Las fibras conocidas no resuelven completamente el
escape de radiación desde un objeto que emite calor, sin crear
también humedad y otros efectos secundarios no deseables.
El documento
EP-A-0462275 enseña un polvo que
radia rayos infrarrojos de poca energía. El polvo comprende alúmina
y titanio con platino o paladio añadidos como aditivos, o alúmina y
sílice con paladio añadido como un aditivo. Se pueden producir
productos textiles de fibras sintéticas que contienen el polvo tal
como prendas que se ha descrito que tienen un efecto de
calentamiento y aislante.
El documento
US-A-5466526 desvela una fibra
compuesta radiante infrarroja que comprende material elástico de
poliuretano y que incluye platino y al menos un óxido de metal
seleccionado de alúmina, sílice y óxido de titanio. En una
realización se mezcla una fibra elástica de poliuretano al 15% con
cada uno de alúmina, sílice, óxido de titanio y platino en la
relación de 10:82:3:5 de hilado mixto con 85% de algodón con lo que
se fabrica camisetas para señoras.
El documento
EP-A-1291405 (técnica anterior según
art. 54(3) EPC) desvela una composición de radiación del
infrarrojo lejano que puede comprender alúmina, sílice y dióxido de
titanio que se puede incorporar en fibras sintéticas formadas, por
ejemplo, de poliéster.
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La presente invención proporciona un
procedimiento para mejorar el rendimiento muscular de acuerdo con la
reivindicación 1. El dióxido de titanio dentro de la composición
puede comprender un tamaño de grano medio de 2,0 micrómetros o
inferior y los granos pueden ser sustancialmente triangulares. El
óxido de aluminio dentro de la composición puede comprender un
tamaño de grano medio de 1,4 micrómetros o inferior y los granos
pueden ser en forma de concha. De forma adicional el cuarzo dentro
de la composición puede comprender un grano de partícula medio de
1,5 micrómetros o inferior y los granos pueden ser de forma
redondeada. La composición de dióxido de titanio, óxido de aluminio
y de cuarzo se puede homogenizar dentro de esta realización. Además
la composición puede desplazar la longitud de onda de la luz
incidente, acortando y alargando la longitud de onda de la luz
incidente a la que está expuesta la composición.
Preferiblemente el material proporcionado por la
presente invención altera la distribución espectral de la luz
aplicada al usuario. Por ejemplo, cuando se somete el material a luz
ambiental se aplica al usuario un espectro alterado de luz.
Preferiblemente las partículas forman un total
de 1% a 2% en peso del filamento.
Preferiblemente la resina es un polímero.
Preferiblemente el óxido de silicio es cuarzo.
El material puede estar en la forma de un
parche, muñequera, guante o un calcetín. El material se puede
aplicar sin apretar a la piel. Se prefiere, de acuerdo con la
invención, que el material se aplique durante al menos 3 minutos,
más preferiblemente durante al menos 5 minutos y lo más
preferiblemente durante al menos 10 minutos.
La figura 1 es un gráfico de datos de la mano de
medidas de oxígeno transcutáneo.
La figura 2 es un gráfico de datos del pie de
medidas de oxígeno transcutáneo.
La figura 3 es un gráfico de un diagrama de
distribución espectral de alúmina.
La figura 4 es un gráfico de un diagrama de
distribución espectral de dióxido de titanio.
La figura 5 es un diagrama de flujo de un
procedimiento para la fabricación de filamentos con partículas
añadidas.
La presente invención se enfoca a procedimientos
de uso de un polvo biológicamente benigno en una resina que
presenta ciertas propiedades beneficiosas tales como retención de
radiación infrarroja fuente y cambio de la longitud de onda de luz
reflejada por el polvo o paso a través del polvo. Este polvo se
combina con un material vehículo, tal como una resina, de forma
específica un polímero, y/o se implementa en una fibra textil, una
membrana no tejida o un producto similar. Productos que incorporan
este polvo pueden proporcionar propiedades beneficiosas adicionales
a un sujeto que lleva un producto de este tipo tales como, por
ejemplo, curación de heridas, estimulación de fibroblasto en la
piel, crecimiento y proliferación de fibroblasto, mayor síntesis de
ADN, mayor síntesis de proteínas, mayor proliferación celular
cambiando las propiedades ópticas en y en torno al sistema humano
que interactúa con la luz, y cambio de la longitud de onda,
reflexión o absorción de luz en el espectro electromagnético. La
composición y fibras representan una combinación de sustancias que
trabajan junto con la radiación electromagnética para proporcionar
tales propiedades beneficiosas.
De forma adicional las composiciones de la
presente invención se pueden usar en una variedad de configuraciones
para atrapar radiación infrarroja fuente, proporcionando calor a un
objeto, o evitando el escape de luz infrarroja. Materiales en la
forma de una tela incluyen: calcetería, calzado, ropa deportiva,
ropa para hacer deporte, mallas de deporte, capa soporte, guantes y
vendas. Estos artículos pueden tener también ciertas propiedades
tales como control de olores, regulación de calor, proporcionar
protección frente al fuego, proporcionar protección frente a luz
dañina, aislamiento y curación de heridas.
La luz electromagnética se extiende en un
espectro muy amplio de 10 nm a 1060 nm de longitud de onda y abarca
luz ultravioleta, luz visible y luz infrarroja. La luz ultravioleta
("UV") presenta longitudes de onda de 10 nm a 390 nm y se
divide en regiones de espectro cercano (de 390 a 300 nm), medio (de
300 a 200 nm) y lejano (de 200 a 10 nm). La luz visible es una
pequeña banda en el espectro electromagnético con longitudes de onda
entre 390 y 770 nm y se divide en luz violeta, azul, verde,
amarillo, naranja y roja. La luz infrarroja ("IR") abarca de
770 nm a 1060 nm e incluye regiones cercanas (de 770 a 1,5 x
10^{3}), medias (1,5 x 10^{3} a 6 x 10^{3}) y lejanas (6 x
10^{3} a 10^{6}). El índice de refracción ("RI") es una
medida de una capacidad de la sustancia para desviar la luz. La luz
y la energía óptica a la que es expuesto el cuerpo se extiende en
todo el espectro electromagnético. El cuerpo humano adulto, en
reposo, emite aproximadamente 400 watios de IR en las longitudes de
onda medias y lejanas. Durante el ejercicio este nivel aumenta de
forma aguda y la distribución de longitudes de onda cambia.
Hay muchos tipos de materiales que interactúan
con energía óptica absorbiendo, reflejando, refractando y/o
cambiando la longitud de onda. Cuando se absorbe luz esta es
modificada en el movimiento molecular o calor, o energía óptica de
una longitud de onda mayor. En una realización, la presente
invención se refiere a un material, tal como una resina, película,
polímero o fibra, por ejemplo, que es ópticamente responsable de
espectros de luz y electromagnéticos. Los materiales finales creados
se pueden usar para interaccionar con sistemas vivos y no vivos. El
material final se puede crear por adición de diversos materiales
activos conjuntamente para formar un polvo. El polvo se puede
combinar o mezclar luego con materiales vehículo que puede tener sus
propias propiedades ópticas únicas y pueden actuar también como una
matriz para el polvo y sus partículas.
Los materiales activos seleccionados para formar
el polvo se seleccionan en base a distintas características. Una
característica es que los materiales activos, en forma de partícula,
puede ser biológicamente benignos o inertes. El material muestra
preferiblemente una de dos propiedades ópticas: es transparente o
presenta un índice de refracción diferente del material vehículo.
Materiales activos específicos que se pueden usar en la presente
invención incluyen silicio, carbono, y distintos cristales vítreos
incluyendo óxidos de titanio y aluminio, silicio, boro, calcio,
sodio y litio. De acuerdo con la presente invención, los materiales
activos son dióxido de titanio, cuarzo y óxido de aluminio.
Por ejemplo, la elección de materiales y sus
propiedades ópticas se pueden seleccionar para efectuar un cierto
resultado; tal como, por ejemplo, una excitación biológica para un
intervalo de longitudes de onda de 1,015 micrómetros a 0,601
micrómetros (601 nm). Para enfocarse a esta área de luz se puede
crear con los materiales una serie de solapamiento de bandas de
paso que promueven la excitación y emisión en los intervalos que
engloban la longitud de onda deseada. Estas bandas de paso se
pueden crear con uso de partículas de índices de refracción
alternados respecto al huésped, creando una transparencia conocida y
si es posible concentrando longitudes de onda normalmente
bloqueadas o atenuadas con uso de partículas con transparencia
elevada e índices de refracción moderados. De forma adicional, para
asegurar amplia excitación se puede usar un material que es
transparente a luz UV con un índice de refracción alto que no
transmite a onda corta, o regiones UV dañinas.
Materiales vehículo específicos que se pueden
usar en la presente invención incluyen resinas tales como rayón,
poliéster (PET), nylon, acrílica, poliamida y poliimida. Para
aplicaciones relacionadas con luz infrarroja, es preferible
materiales transparentes sólidos con una transmisión en el intervalo
de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 11 micrómetros, tales
como, por ejemplo, polietileno y muchos de sus derivados,
polipropileno y muchos de sus derivados, polimetilpenteno y
poliestireno y muchos de sus derivados. Estos materiales pueden
mostrar también transparencias útiles en el ultravioleta. La adición
de partículas activas con índices de refracción variables puede dar
un intervalo amplio de efectos filtrantes en los intervalos de IR y
UV. De forma particular la resina puede servir como un medio para
encerrar y actuar como un medio lenticular para materiales
activos.
Una vez se han seleccionado los materiales estos
puede ser molidos o procesados para comprender distintas
propiedades. La molienda o procesamiento ayuda a determinar el
tamaño de partícula del material activo, la concentración de cada
tipo de material activo y las características físicas del material
activo y se conoce en la técnica. Las características físicas
pueden incluir la suavidad o forma de las partículas. Por ejemplo
las partículas pueden ser lisas, redondas, triangulares o en forma
de conchas.
El material final puede alcanzar uno de dos
resultados respecto a la longitud de onda: puede ser de longitud de
onda corta o larga en función del efecto deseado. En cualquier uso,
la luz IR excita la estructura atómica y/o molecular. La excitación
puede dar lugar frecuentemente a tensiones a niveles atómicos o
moleculares. Cuando la tensión se libera el nivel de energía
electrónica puede cambiar y liberar energía como fotones.
En algunas combinaciones de materiales
particulados vehículo y activos se pueden seleccionar longitudes de
onda particulares por la facilidad de que pueda ser absorbida y/o
emitida una longitud de onda dada. Si las partículas activas se
suspenden en una matriz que desarrolla una acción filtrante, es
decir, paso de energía óptica, las partículas activas puede estar
más próxima a la longitud de onda del material vehículo.
Por el contrario, si deben pasar longitudes de
onda más cortas o más largas, el tamaño de las partículas activas
puede estar más próximo al tamaño de la longitud de onda de la luz
que pasa. Por ejemplo, en aplicaciones en las que la longitud de
onda deseada es 1 micrómetro, el tamaño de partícula puede ser el
mismo, es decir, 1 micrómetro. Si el material vehículo, tal como
resina por ejemplo, es capaz de pasar 14 micrómetros a 4
micrómetros, esto puede ser deseable para tener algunas partículas
ligeramente mayores que o iguales a tales longitudes de onda.
Tamaños de partículas deseados pueden variar de
aproximadamente 2 micrómetros a aproximadamente 0,5 micrómetros y
están relacionados preferiblemente con la longitud de onda de
interés.
En una realización específica el polvo puede
comprender óxido de aluminio (Al_{2}O_{3}), cuarzo (SiO_{2})
y dióxido de titanio (TiO_{2} - en forma de rutilo). Se puede
obtener dióxido de titanio de cualquier fuente comercialmente
disponible, tal como de Millennium Chemicals, Inc., Hunt Valley, MD.
El cuarzo se puede obtener de cualquier fuente comercialmente
disponible tal como Barbera Co., Alameda, CA. El óxido de aluminio
se puede obtener de cualquier fuente comercialmente disponible, tal
como Industrial Supply, Loveland, CO.
El óxido de aluminio presenta una propiedad
única que promueve el desplazamiento de bandas a luz infrarroja en
ciertas condiciones. Cuando el óxido de aluminio se combina con
otros materiales, tales como los descritos en esta invención, tiene
lugar la interacción con luz IR. Por ejemplo, la emisión de luz IR
del cuerpo humano es absorbida y excita niveles de energía
electrónica en los átomos y moléculas de los componentes de las
composiciones de la presente invención. Debido a que los electrones
vuelven a sus niveles de energía previos estos liberan energía en
el intervalo IR pero a una longitud de onda diferente, es decir, una
longitud de onda mayor. Las composiciones de la presente solicitud,
cuando se usan en una cubierta corporal, tal como una prenda de
compresión o funda, usan estas propiedades de desplazamiento de
bandas del óxido de aluminio para reflejar longitudes de onda
infrarrojas mayores de nuevo hacia el cuerpo humano. La mayor
longitud de onda infrarroja permite, por ejemplo, relajar los
capilares y que estén menos constreñidos, dando lugar a mayor flujo
sanguíneo donde se requiera, lo que da lugar a mejor circulación
corporal.
El cuarzo, o dióxido de silicio, es
biológicamente benigno si se incorpora en una material vehículo en
forma de granel sólido. El cuarzo también es capaz de
multiplicación de frecuencia no lineal, y. en combinación apropiada
con una longitud de onda determinada y un vehículo, puede emitir luz
ultravioleta (UV). La luz UV es conocida porque inhibe el
crecimiento bacteriano y la creación de ozono. La radiación UV que
tiene una longitud de onda que es demasiado corta puede ir en
detrimento del sistema humano. El cuarzo se puede usar para
absorber la luz UV de longitud de onda más corta si su tamaño de
partícula físico está próximo a la longitud de onda de la luz que
se debería excluir. En la presente invención, el cuarzo se puede
usar para aumentar la frecuencia de longitud de onda corta.
Además de ser ópticamente activo, el cuarzo
puede mostrar propiedades piezoeléctricas. Cuando el cuarzo se
somete a tensión, la distribución de cargas puede llegar a ser
desigual y se puede establecer un campo eléctrico a lo largo de una
cara y se puede establecer un campo opuesto a lo largo de la otra
cara. Si el efecto de tensión, tal como presión, por ejemplo, es
constante, las cargas se pueden redistribuir por sí mismas de una
forma igual y neutra. Si la tensión se elimina una vez que las
cargas se redistribuyen se puede establecer una carga de polaridad
opuesta e igual magnitud a la carga inicial. Esta redistribución de
cargas da lugar a comportamiento no lineal que se puede manifestar
como doblamiento de la frecuencia.
El dióxido de titanio es singular debido a que
presenta un índice de refracción alto y por tanto presenta un grado
elevado de transparencia en la región visible del espectro. Este se
usa como un filtro solar en cremas solares debido a que refleja,
absorbe y difracta luz y no irrita la piel. Sólo los diamantes
tienen un índice de refracción mayor que el dióxido de titanio. Por
estas razones el dióxido de titanio es ideal para aplicaciones
próximas a superficies cutáneas.
Si las propiedades ópticas del titanio se usan
junto con cuarzo y un material vehículo apropiado, tal como PET, se
puede crear por ejemplo un efecto invernadero. Pueden retroceder
longitudes de onda infrarrojas de un tamaño a través de la piel y
se pueden reflejar. Esta reflexión genera mayores longitudes de onda
que impiden el retroceso a través del PET. En una realización
específica de la presente invención se puede usar esta propiedad
para reflejar mayores longitudes de onda en el sistema humano
mientras se dirigen longitudes de onda más cortas, más dañinas
lejos del sistema humano.
El tamaño de partícula y forma de los materiales
activos en el polvo puede afectar también al producto final
controlando la longitud de onda de la luz que se deja pasar a través
de las partículas. En una realización específica se usa un tamaño
de partícula de aproximadamente 1,4 micrómetros o inferior para el
óxido de aluminio. La forma de la partícula puede en concha. El
tamaño de partícula de cuarzo puede ser aproximadamente 1,5
micrómetros o inferior. Las partículas de cuarzo pueden ser
esféricas o sustancialmente esféricas. Las partículas de dióxido de
titanio pueden ser de aproximadamente 2 micrómetros o inferior y
triangulares con extremos redondeados.
Las propiedades y características específicas de
las partículas activas y materiales vehículos se pueden combinar
para producir un efecto específico tal como curación de heridas,
estimulación de fibroblastos en la piel, crecimiento de
fibroblastos y proliferación, mayor síntesis de ADN, mayor síntesis
de proteína y mayor proliferación celular cambiando las propiedades
ópticas en y en torno al sistema humano. Estas propiedades se
refieren a longitudes de onda específicas de luz y la interacción
de esa luz con las composiciones de la presente invención.
En una realización de la presente invención se
pueden seleccionar longitudes de onda para provocar la excitación
de melanina, que tiene lugar a aproximadamente 15 nm. Para conseguir
esta excitación se puede usar un intervalo de energía de una banda
de aproximadamente 10 nm a aproximadamente 2,5 micrómetros de la
acción metabólica humana. La luz del día bien, ya sea de una banda
ancha del exterior o de una lámpara interior varía de
aproximadamente 1,1 micrómetros, con una "joroba" en torno a
900 nm y un pico general ancho en torno a 700-800
nm, y también incluye longitudes de onda inferiores tales como 400
a 700 nm. Algunas de las propiedades generales y de filtración y
cambios deseables incluyen, pero sin limitarse a estos, paso de
banda en el intervalo de banda de 600 a 900 nm. También se puede
seleccionar un material vehículo para que tenga una transparencia de
200 a 900 nm. La resina presenta una transparencia conocida en el
intervalo de 8 a 14 micrómetros. Una partícula activa puede
seleccionarse también para que presente una longitud de onda entre
aproximadamente 950 y 550 nm. Esto se puede conseguir usando
partículas con una distribución de tamaño general de 2 micrómetros e
inferior.
La atrofia muscular y ósea se encuentra bien
documentada en astronautas, y se han descrito varias lesiones
menores que tienen lugar en el espacio que no curan hasta la llegada
a tierra. Los espectros tomados en los músculos flexores de la
muñeca en el antebrazo humano, y músculos en la pantorrilla de la
pierna demuestran que la mayor parte de los fotones de luz a
longitudes de onda entre 630 y 800 nm viajan 23 cm a través del
tejido muscular y músculo entre entrada y salida en el detector de
fotones. La luz es absorbida por las mitocondrias donde estimula el
metabolismo energético en el músculo y hueso, así como también
tejido de piel y subcutáneo. Evidence sugiere que el uso de terapia
de luz LED a 680, 730 y 880 nm simultáneamente junto con terapia de
oxígeno hiperbárico acelera el proceso de curación en las misiones
de la Estación Espacial, cuando la exposición prolongada a
microgravidez puede retardar la curación. Los tejidos estimulan los
procesos energéticos básicos en la mitocondria (compartimentos de
energía) de cada célula, de forma particular cuando se usa luz del
infrarrojo cercano para activar los productos químicos sensibles al
color (cromóforos, sistemas citocromos) dentro de cada célula.
Longitudes de onda de LED óptimas pueden incluir 680, 730 y 880 nm.
Whelan y col., 552 SPACE TECH. & APP. INT'L FORUM
35-25 (2001). Whelan y col., 458 SPACE TECH. &
APP. INT'L FORUM 3-15 (1999). Whelan y col., 504
SPACE TECH. & APP. INT'L FORUM 37-43 (2000). La
luz del infrarrojo cercano a longitudes de onda de 680, 730 y 880
nm estimulan la curación de heridas en animales de laboratorio, y la
luz de infrarrojo cercano se ha demostrado que quintuplica el
crecimiento de fibroblastos y células del músculo en cultivo de
tejido. De ahí que el tamaño de partícula de las composiciones de
la presente invención se pueda seleccionar para proporcionar
reflexión o paso a través de longitudes de onda de luz
beneficiosas.
beneficiosas.
Las partículas activas de la presente invención
se pueden moler para alcanzar un tamaño de partícula aproximado de
aproximadamente 0,5 a aproximadamente 0,2 micrómetros. Por ejemplo,
se puede moler el dióxido de titanio hasta un tamaño de partícula
entre 1 y 2 micrómetros y puede ser triangular con extremos
redondeados. El óxido de aluminio se puede moler hasta un tamaño de
grano de entre 1,4 y 1 micrómetro y puede ser en forma de concha.
El cuarzo se muele preferiblemente hasta un tamaño de grano de
aproximadamente 1,5 a 1 micrómetro y es en general redondeado.
Todas las partículas se reducen de tamaño y se les da forma mediante
procedimientos conocidos en la técnica, tales como molienda, pulido
o tratamiento en tambor, por ejemplo. En una realización preferida
la relación de peso seco de los materiales activos dióxido de
titanio, cuarzo y óxido de aluminio en el polvo es de 10:10:2
respectivamente.
En una realización específica de la presente
invención las composiciones pueden comprender además una resina,
tal como un polímero previsto en una película o fibra. El polímero
puede estar inicialmente en forma de agregado y secarse para
eliminar humedad con uso, por ejemplo, de un desecante. El polvo se
puede dispersar luego en la resina mediante procedimientos
conocidos en la técnica, tal como por ejemplo en un tambor rotatorio
con mezcladores de tipo paleta. En una realización de la presente
invención el polímero usado puede ser poliéster. El polvo puede
comprender de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 20 por ciento de
la mezcla. En otra realización el polvo puede comprender de
aproximadamente 1 a aproximadamente 10 por ciento de la mezcla. En
una realización específica el polvo puede comprender de
aproximadamente 1 a aproximadamente 2 por ciento del peso total de
la mezcla de resina/polvo. Para producir media tonelada de fibra se
pueden combinar aproximadamente 45,36 kg del polvo con
aproximadamente 453,6 kg de PET. En una realización alternativa el
polvo se puede introducir en la resina con otros procedimientos
conocidos en la técnica tales como composición, por ejemplo. En esta
realización, se pueden combinar 45,36 kg del polvo con
aproximadamente 113,4 kg a aproximadamente 136,08 kg de PET.
Después de que se combinen la resina y el polvo
se puede extruir el líquido resultante en fibra que se puede
extraer en fibras cortadas de distintas longitudes. Este proceso de
molienda, combinación y extrusión se conoce en la técnica como se
describe, por ejemplo, en las patentes de Estados Unidos números
6.204.317; 6.214.264; y 6.218.007.
Las técnicas básicas de formación de fibra de
poliéster por extrusión partiendo de materiales de partida
comercialmente disponibles se conocen bien por parte de los
especialistas en la técnica y no se repiten en esta invención.
Tales técnicas convencionales son bastante adecuadas para la
formación de la fibra de la invención y se describen en la patente
de Estados Unidos número 6.067.785.
Después de la extrusión las fibras se pueden
combinar conjuntamente mediante un proceso de hilado,
preferiblemente usando una máquina de hilado giratorio dando un
hilo. El intervalo de tamaño de las aperturas en la máquina de
hilado giratorio puede ser de aproximadamente 6 micrómetros a
aproximadamente 30 micrómetros.
En realizaciones preferidas la etapa de hilado
de las fibras de la presente invención en hilos comprende hilar
fibras cortadas que presenta un denier por fibra entre
aproximadamente 1 y aproximadamente 3; de acuerdo con lo anterior,
la etapa previa de hilado del poliéster fundido en fibra comprende
igualmente la formación de una fibra de estas dimensiones. La fibra
se calienta de forma típica antes de ser cortada en trozos con
técnicas convencionales. Mientras se solidifican las fibras
extruidas estas se pueden extraer mediante procedimientos conocidos
en la técnica para dotarlas de resistencia.
De forma similar el procedimiento puede
comprender adicionalmente la formación de telas, de forma típica
telas tejidas o tricotadas a partir de la hilo hilado en
combinación con fibras tanto naturales como sintéticas. Las fibras
naturales típicas pueden incluir algodón, lana, cáñamo, seda, ramio
y yute. De forma alternativa, fibras sintéticas típicas pueden
incluir acrílicas, acetato, Lycra, spandex, poliéster, nylon y
rayón.
Debido a que el poliéster se mezcla
frecuentemente de forma ventajosa con algodón y otras fibras, la
presente invención también incluye hilado de una mezcla de algodón
en hilos en los que el poliéster puede incluir entre
aproximadamente 0,5 y 4% en peso de polietilenglicol en hilos en una
máquina de hilado con rotor.
El procedimiento puede comprender adicionalmente
hilado de las fibras de la presente invención. De forma similar las
fibras de la presente invención pueden incluir una tela tejida o
tricotada del hilo mezclado con el hilo que es secado como hilo
hilado, o tras incorporación en la tela en cuyo caso se seca como
una tela.
El algodón y poliéster se pueden mezclar en
cualquier proporción apropiada, pero en las realizaciones
específicas la mezcla incluye entre aproximadamente 35 y 65% en
peso de algodón con el resto poliéster. Se usan también mezclas de
50% de algodón y 50% de poliéster ("50/50").
El hilo formado de acuerdo con esta realización
se puede incorporar igualmente en mezclas con algodón, como se
conoce por los familiarizados con tales procedimientos de mezcla, el
algodón se mezcla de forma típica con fibra cortada de poliéster
antes de hilarse la mezcla en hilo. Como se indicó anteriormente la
mezcla puede contener entre aproximadamente 35% y 65% en peso de
algodón siendo típicas mezclas 50/50. Son igualmente adecuados
otros procedimientos de producción de fibras tales como los
descritos en las patentes de Estados Unidos números 3.341.512;
3.377.129; 4.666.454; 4.975.233; 5.008.230; 5.091.504; 5.135.697;
5.272.246; 4.270.913; 4.384.450; 4.466.237; 4.113.794 y
5.694.754.
En una realización de la presente invención la
mezcla de poliéster se puede usar para crear una fibra cortada. La
fibra cortada se puede usar luego para crear una membrana no tejida.
Esta membrana se puede unir a otra tela, membrana o material. Por
ejemplo, la membrana no tejida se puede usar como un revestimiento
que se une al interior de un par de guantes de cuero o, por
ejemplo, se une a otra tela tal como Thinsulate TM de 3M mediante
procedimientos conocidos por los especialistas en la técnica.
\vskip1.000000\baselineskip
Sin mayor detalle se cree que un especialista en
la técnica, usando la descripción precedente, puede usar la
presente invención en toda su extensión. Los siguientes ejemplos son
sólo a título ilustrativo, y no pretenden limitar el resto de la
descripción en modo alguno.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
1
Se preparan dos lotes de muñequeras: WB1 (tejida
con fibras que comprenden la composición de polvo de la presente
invención) y WB2 (tejidas con fibras con ausencia de la composición
de polvo de la presente invención).
Se seleccionan voluntarios entre la población
general y no se usan parámetros demográficos específicos en el
reclutamiento de los mismos. Los voluntarios se disponen dentro de
la zona aclimatada de temperatura ambiental convencional, humedad
convencional y presión atmosférica de nivel del mar. Se toma una
medida de la fuerza de agarre de cada voluntario antes de que se
pongan banda alguna. Se requiere que los voluntarios se pongan una
banda de WB2. Cinco minutos después se toma una medida de la fuerza
de agarre de cada del voluntario. Se requiere que los voluntarios
se quiten la banda de WB2, esperen cinco minutos, y se pongan una
banda de WB1. Cinco minutos después se toman medidas de la fuerza
de agarre de cada voluntario. Se usan dinamómetros de agarre para
registrar la fuerza de agarre de los voluntarios en todos los
ensayos. Se promedian todas las medidas de la fuerza de agarre.
Existe una diferencia estadísticamente
significativa entre la fuerza de agarre media de los voluntarios
después de que se pongan las bandas de WB1 y la fuerza de agarre
promedio de los voluntarios antes de su puesta de cualquier banda.
Además no existe diferencia estadísticamente significativa entre la
fuerza de agarre media de los voluntarios después de su puesta de
las bandas de WB2 y de la temperatura media del dedo central de los
voluntarios antes de que se pongan banda alguna. Se demuestra la
capacidad de las bandas tejidas con fibras que comprenden la
composición de polvo de la presente invención aumenta la resistencia
muscular.
El siguiente ejemplo demuestra adicionalmente
que el uso de un material como el descrito en esta invención puede
mejorar la resistencia del músculo. El término "proximal" como
se usa en esta invención significa próximo a, en contacto, cerca de
o bajo un material usado en el ejemplo. Ejemplos de "proximal"
incluyen una muñeca con una mano, un codo con una mano, una muñeca
con un dedo, un tobillo con un pie y un tobillo con un dedo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
Se analizaron sujetos en relación a los efectos
de un material de la invención (el material de ensayo) en cuanto a
resistencia de músculos proximales. Se usaron muñequeras hechas con
el material de ensayo o sin él. Los sujetos variaban en edad entre
20 y 80 años. Se requirió que cada sujeto se mantuviese en una
posición relajada y apretase un dinamómetro que presenta un lector
análogo con su mano preferida. El dispositivo usado se usa también
para pacientes de ensayo con síndrome del túnel carpiano.
Los sujetos apretaron el dispositivo tan fuerte
como les era posible tres veces, descansando entre esfuerzos. La
cantidad de presión aplicada se midió en el dinamómetro y se usó el
mayor valor para cada sujeto como el nivel de control. Se dispuso
luego una muñequera en la muñeca de la mano usada para establecer el
nivel de control. De forma opcional se dispuso una segunda
muñequera en la otra muñeca. Se dejó que los sujetos descansaran
sus muñecas y manos entre dos y diez minutos, después de lo cual se
midió de nuevo su resistencia en el dinamómetro.
Para estos sujetos que llevan muñequeras que
comprenden el material de ensayo se registró un aumento en
resistencia en comparación con aquellos que llevan muñequeras sin
el material de ensayo. En estudios que implican bastante más de mil
sujetos, de 75 a 80 por ciento de los sujetos mostraron un aumento
de resistencia entre 5 y 20 por ciento frente a eventos de placebo
comparables. Por tanto el material de ensayo provocó de forma
exitosa un aumento en la resistencia en músculos proximales a la
localización de las muñequeras que comprenden el material de
ensayo. Se cree que esta mayor resistencia es debida a mayor flujo
sanguíneo a tales músculos, ocasionado por la presencia del
material de ensayo.
Se teje una tela o material de vestir a partir
de filamentos de resina, tales como polímeros y, preferiblemente de
filamentos de resina o fibras, incluyendo partículas benignas de
dióxido de titanio, alúmina y óxidos de silicio biológicamente
benignos de 0,5 a 1,5 micrómetros uniformemente distribuidos. El
material se puede formar también partiendo de filamentos no
tejidos.
Partículas que presentan estructuras de red
cristalina sustancialmente intacta, y contaminación mínima,
presentan mejor rendimiento óptico cuando se distribuyen de forma
uniforme dentro de los filamentos de resina que se puede conseguir
con partículas sustancialmente o parcialmente amorfas y por lo tanto
son preferidas. Las partículas se pueden añadir en peso
sustancialmente igual para una carga de 25% a 15% del PET. Se
prefiere en la actualidad un intervalo de 1% a 2% de carga de las
resinas.
Se pueden obtener partículas cristalinas de
dióxido de titanio, alúmina y óxidos de silicio, con las propiedades
deseadas de los siguientes suministradores.
Óxido de silicio: Alibab.com., 39899 Balentine
Dr., Ste 325, Newark, CA 94560.
Alúmina: PACE Technologies, 200 Larkin Dr
Wheeling, IL 60090.
Dióxido de titanio: Goodfellow Corporation, 800
Lancaster Ave, Berwyn, PA 19312.
La incidencia de luz ambiental en el material
tejido incluye de forma típica luz visible así como también alguna
radiación infrarroja (IR) y ultravioleta (UV). Las partículas
cristalinas dentro de los filamentos de resina tienen bandas de
paso en o que solapan el espectro visible y también trasladan o
convierten algunas porciones de luz UV e IR en luz en bandas de
paso específicas en o que solapan el espectro de luz visible
incluyendo el IR cercano. La luz aplicada a la piel del usuario del
material tiene por tanto una distribución sustancialmente modificada
de luz en bandas de paso en o que solapan el espectro visible.
La distribución sustancialmente uniforme de las
partículas en la resina da lugar a la interacción y mejora de estos
efectos de modo que la distribución espectral de la luz aplicada al
usuario es alterada sustancialmente por la distribución espectral
que se habría aplicado en las mismas condiciones sin la presencia de
partículas en el PET. Por ejemplo, si la luz ambiental aplicada al
material tuviese un espectro relativamente plano o igual en la
banda de interés, la luz transmitida a través de la resina no
adulterada tendría también un espectro relativamente plano reducido
en amplitud generalmente, pero un poco mayor en intensidad en la
banda de paso del PET no adulterado.
La resina se fabrica frecuentemente con
materiales reciclados que incluyen contaminantes. La luz transmitida
a través de la resina contaminada también tendrá de forma típica
una distribución relativamente uniforme o plana del espectro de luz
aplicada al material. No obstante la luz transmitida a través de la
resina que incluye las partículas, esté o no contaminada, mostrará
el espectro sustancialmente alterado, descrito a continuación como
un diagrama de distribución de espectro alterado.
En referencia ahora a la figura 3 se proporciona
un ejemplo de los efectos en la luz incidente sobre partículas de
aluminio para ayudar en el entendimiento de la distribución
espectral alterada descrita anteriormente. La figura 3 es un
gráfico de las intensidades de luz que emergen de una suspensión de
partículas de alúmina de aproximadamente 0,25 a 1,75 micrómetros en
un fluido que presenta un índice de refracción de 1,51, similar al
vehículo resina. El fluido se puede preparar mezclando
agar-agar, agua, propilenglicol y alcohol amílico
para formar un gel para suspender las partículas. Se aplica un
espectro de luz relativamente plano de ancho de banda general a la
suspensión del gel y se usa un espectrofotómetro de barrido para
detectar y medir la luz que emerge del gel con partículas
suspendidas. El gráfico muestra los resultados, normalizados a una
intensidad de pico de 1,00 a una longitud de onda de
aproximadamente 300 nm. Como se puede apreciar con la inspección de
la forma del gráfico, la luz emergente tiene picos y valles
sustanciales, por ejemplo, el valle "A" que tiene lugar justo
por debajo de aproximadamente 400 nm y dos picos "B" justo por
encima de 400 nm.
En referencia ahora a la figura 4 se muestra un
gráfico similar de luz que emerge de una suspensión de partículas
de dióxido de titanio en un gel similar para una entrada de espectro
plano similar. El gráfico muestra los resultados, normalizados a
una intensidad de pico de 1,00 a una longitud de onda de
aproximadamente 425 nm. Como se puede apreciar con la inspección de
la forma del gráfico, la luz emergente presenta picos y valles
sustanciales, por ejemplo, el valle "C" tiene lugar justo por
debajo de aproximadamente 400 nm y el pico "D" que tiene lugar
a aproximadamente 425 nm.
La distribución espectral de luz que emerge de
las partículas de cuarzo también presenta amplitudes de pico a
ciertas longitudes de onda y mínimos o valles a otras longitudes de
onda.
Cuando se cargan el dióxido de titanio, alúmina
y cuarzo en el filamento de resina, las características de
alteración espectral de las partículas, mostradas en las figuras 1 y
2 para dióxido de titanio y alúmina, respectivamente, interactúan
para alterar adicionalmente la distribución espectral de la luz que
emerge del material filamento, esto es, el modelo de distribución
espectral. El diagrama resultante llega a ser bastante complejo y
proporciona picos amplios y estrechos y valles en muchas líneas
espectrales diferentes. Las características de PET y temperatura,
distribución de tamaño de partícula y otros efectos pueden desplazar
o variar adicionalmente el diagrama de densidad espectral.
Es importante observar que las variaciones en el
diagrama de densidad espectral del ambiente, esto es, el diagrama
de picos y valles no es aleatorio sino más bien intencionado y
permite la iluminación selectiva de la piel del usuario con una luz
de intensidad un poco mayor en ciertas longitudes de onda
específicas e intervalos de longitudes de onda rodeadas por luz a
menor intensidad en otras longitudes de onda específicas e
intervalos de longitudes de onda. El diagrama de distribución
espectral selectivo de iluminación puede provocar distintos efectos
beneficiosos en el usuario por energización selectiva de algunos
componentes del cuerpo humano, tal como las mitocrondrias.
Con una excitación aplicada desde luz ambiental
tal como excitación de 210 nm a 75 micrómetros, y/o 300 a 1.500 nm,
y/o 350 a 1.100, y/o 390 a 750 nm, el diagrama de distribución
espectral de la fibra para prendas que presenta partículas de
dióxido de titanio, alúmina y cuarzo puede incluir líneas
espectrales, de 35 nm de ancho en cada lado, para las siguientes
configuraciones de espectros, e intervalos de espectros (todos en
nm):
400, 420, 443, 458, 462, 474, 490, 512, 540 a
550, 550 fa 565, 570 a 595, 598, 602, 620, 590 a 630, 625 a 648,
633 a 670, 665 a 680, 686 a 703, 710 a 770, 700 a 740, 708 a 734,
737 a 770, 750 a 790, 800, 880, 870 a 910, 920 a 940, 933 a 960,
905 a 950, 940 a 970.
Pueden estar también presentes salidas
harmónicas distribuidas, de 45 nm de ancho, en cada lado de (todos
en mm): 950, 975, 1050, 1070, 1100, 1150, 1190, 1205, 1250, 1285,
1290, 1310, 1350, 1370 y 1390.
El diagrama de distribución espectral resultante
proporciona iluminación selectiva del usuario que se ha mostrado
ventajosa para el mismo.
Se sabe que el cuerpo humano irradia calor y
también, a niveles muy bajos, irradia luz en distintas bandas de
paso. El material de fibra para prenda recibirá por tanto también
luz y calor del cuerpo del usuario, que está también sometido a los
efectos de las partículas en el PET, la radiación resultante se
puede aplicar también a la piel del usuario.
La polarización de la luz en la fibra puede ser
provocada por el material resina así como también las partículas y
mejora adicionalmente la capacidad de la resina y sistema
particulado para modificar la distribución de las longitudes de
onda en la luz visible y luz IR cercano aplicada usuario.
El aumento en radiación de luz visible e IR
cercano puede ser del orden de 0,01 a 0,03 por ciento usando
materiales para prendas hechos de la fibra y sistema
particulado.
En referencia ahora a la figura 5 se proporciona
un diagrama de flujo sencillo para el procedimiento de crear los
filamentos de resina de los que está hecho el material para prendas.
En la etapa 10 los tamaños de uno o varios de los tipos de
partículas se pueden ajustar mediante
pre-procesamiento si las partículas no se encuentran
dentro del intervalo deseado de tamaños de partículas. En la etapa
20 las partículas pueden combinarse físicamente mediante mezcla
mecánica proporcionando un polvo u otra mezcla de partículas.
En la etapa 30 la mezcla de partículas se puede
preparar mediante composición o suspensión en fluido u otro
mecanismo conocido permitiendo la introducción en el proceso de
formación de filamento en la etapa 40. Técnicas de composición
convencionales incluyen la formación de una alta concentración de
partículas en agregados, de forma típica tubos del orden de 0,32 cm
de diámetro y de aproximadamente de 2,54 cm de longitud. En la
etapa 40 de proceso de formación del filamento estos agregados se
combinan con más agregados o placas de resina con el fin de
conseguir la carga o concentración deseada de partículas en el
filamento final. Técnicas de suspensión en fluidos convencionales
incluyen suspensión de las partículas en un líquido tal como un
propilenglicol, que sea compatible con la resina usada en la etapa
40 de formación del filamento.
El procedimiento de formación de filamento en la
etapa 50 es la extrusión térmica convencional. Después de esto, en
función del uso final de los filamentos se pueden aplicar las etapas
finales de procedimiento 60.
Claims (1)
1. Un procedimiento para mejorar el rendimiento
muscular que comprende vestirse con un material que comprende
filamentos de resina en los que se distribuyen de forma uniforme
partículas cristalinas de dióxido de titanio, alúmina y óxidos de
silicio, cuyos tamaños de partícula se encuentran en el intervalo de
0,5 a 1,5 \mum, y cuyas partículas forman un total de 0,25% a 15%
en peso del filamento, con la condición de que el procedimiento no
sea un procedimiento terapéutico para el tratamiento del cuerpo
humano o animal.
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